Fuerzas de London: qué son, características y ejemplos (2024)

Fuerzas de London: qué son, características y ejemplos (1)

¿Qué son las fuerzas de London?

Las fuerzas de London, fuerzas de dispersión de London o interacciones dipolo inducido-dipolo, son el tipo más débil de interacciones intermoleculares. Su nombre se debe a las contribuciones del físico teórico Fritz London (1900-1954) y a sus estudios dentro del campo de la física cuántica.

Las fuerzas de London explican cómo interactúan moléculas cuyas estructuras y átomos le imposibilitan la formación de un dipolo permanente; es decir, fundamentalmente aplica a las moléculas apolares o a los átomos aislados de los gases nobles.

A diferencia de las demás fuerzas de Van der Waals, esta requiere de distancias extremadamente cortas.

Características de las fuerzas de London

Fuerzas de London: qué son, características y ejemplos (2)

¿Qué características debe poseer una molécula para que pueda interactuar mediante fuerzas de London? La respuesta es que cualquiera podría hacerlo, pero cuando existe un momento dipolar permanente, predominan las interacciones de tipo dipolo-dipolo más que las de dispersión, contribuyendo muy poco a la naturaleza física de las sustancias.

En estructuras donde no haya átomos muy electronegativos o cuya distribución de carga electrostática sea homogénea, no existe un extremo o región que pueda considerarse rica (δ-) o pobre (δ+) en electrones.

En estos casos, otro tipo de fuerzas debe intervenir, o de lo contrario dichos compuestos solo podrían existir en fase gaseosa, sin importar incluso cuáles sean las condiciones de presión o temperatura operando sobre ellos.

Distribución de carga homogénea

Dos átomos aislados, como los de neón o argón, tienen distribución de carga homogénea. Esto puede apreciarse en A, imagen superior. Los círculos blancos en el centro representan los núcleos, para los átomos, o el esqueleto molecular, para las moléculas. Dicha distribución de carga puede considerarse como una nube de electrones de color verde.

¿Por qué los gases nobles cumplen con esta homogeneidad? Porque tienen su capa electrónica completamente llena, por lo que sus electrones teóricamente deben sentir por igual la carga de atracción del núcleo en todos los orbitales.

En cambio, para otros gases como el oxígeno atómico (O), su capa está incompleta (lo cual se observa en su configuración electrónica) y lo obliga a formar la molécula diatómica O2 para compensar esta deficiencia.

Los círculos verdes de A también pueden tratarse de moléculas, pequeñas o grandes. Su nube de electrones orbita en torno a todos los átomos que la conforman, en especial sobre los más electronegativos. Alrededor de estos átomos la nube se concentrará y será más negativa, mientras que otros átomos tendrán una deficiencia electrónica.

Sin embargo, esta nube no es estática sino dinámica, por lo que en algún momento se formarán breves regiones δ- y δ+, y ocurrirá un fenómeno llamado polarización.

Polarizabilidad

En A la nube de color verde indica una distribución homogénea de carga negativa. No obstante, la fuerza de atracción positiva ejercida por el núcleo puede oscilar sobre los electrones. Esto provoca una deformación de la nube creando así regiones δ-, de color azul, y δ+, de color amarillo.

Este repentino momento dipolar en el átomo o la molécula puede distorsionar una nube electrónica adyacente; en otras palabras, induce un dipolo repentino sobre su vecino (B, imagen superior).

Esto se debe a que la región δ- perturba la nube vecina, sus electrones sienten la repulsión electrostática y se orientan en el polo opuesto, apareciendo δ+.

Nótese cómo se alinean los polos positivos con los negativos, al igual que lo hacen las moléculas con momentos dipolares permanentes. Mientras más voluminosa sea la nube electrónica, con mayor dificultad el núcleo la mantendrá homogénea en el espacio; y además, mayor será la deformación de la misma, tal como se aprecia en C.

Por lo tanto, los átomos y moléculas pequeñas son más improbables de ser polarizadas por cualquier partícula de su entorno. Un ejemplo para esta situación lo ilustra la pequeña molécula de hidrógeno, H2.

Para que condense, o aún más, cristalice, necesita de presiones exorbitantes para obligar a sus moléculas a interactuar físicamente.

Es inversamente proporcional a la distancia

Aunque se formen dipolos instantáneos que induzcan otros a su alrededor, no son suficientes para mantener unidos a los átomos o moléculas.

En B existe una distancia d que separa a las dos nubes y sus dos núcleos. Para que ambos dipolos puedan permanecer por un tiempo considerado, esta distancia d debe ser muy pequeña.

Debe cumplirse esta condición, característica esencial de las fuerzas de London (recordar el cierre velcro), para que surta un efecto notorio en las propiedades físicas de la materia.

Una vez d sea pequeña, el núcleo de la izquierda en B comenzará a atraer la región azul δ- del átomo o molécula vecina. Esto deformará aún más la nube, tal como se aprecia en C (el núcleo ya no está en el centro sino hacia la derecha).

Entonces, llega un punto donde ambas nubes se tocan y “rebotan”, pero a una lentitud lo suficiente para tenerlas unidas un tiempo.

Por lo tanto, las fuerzas de London son inversamente proporcionales a la distancia d. De hecho, el factor es igual a d7, por lo que una mínima variación de la distancia entre ambos átomos o moléculas debilitará o fortalecerá la dispersión de London.

Es directamente proporcional a la masa molecular

¿Cómo aumentar el tamaño de las nubes para que se polaricen con mayor facilidad? Agregando electrones, y para eso el núcleo debe tener más protones y neutrones, aumentando así la masa atómica; o agregando átomos al esqueleto de la molécula, lo que a su vez aumentaría su masa molecular.

De este modo, a los núcleos o el esqueleto molecular se les haría menos probable mantener todo el tiempo uniforme la nube electrónica. Por lo tanto, mientras más grandes sean los círculos verdes considerados en A, B y C, más polarizables serán y mayores serán también sus interacciones por fuerzas de London.

Este efecto se observa claramente entre B y C, y podría serlo aún más si los círculos fueran de mayor diámetro. Este razonamiento es clave para explicar las propiedades físicas de muchos compuestos en función de sus masas moleculares.

Ejemplos de fuerzas de London

Fuerzas de London: qué son, características y ejemplos (3)

En la naturaleza

En la vida diaria hay innumerables ejemplos de las fuerzas de dispersión de London sin necesidad de aventurarse, en primera instancia, al mundo microscópico.

Uno de los ejemplos más comunes y sorprendentes se encuentra en las patas de los reptiles conocidos como gecos (imagen superior) y en muchos insectos (también en Spiderman).

En sus patas tienen unas almohadillas de las cuales sobresalen miles de pequeños filamentos. En la imagen puede apreciarse a un geco posando sobre la pendiente de una roca. Para lograrlo, hace uso de las fuerzas intermoleculares entre la roca y los filamentos de sus patas.

Cada uno de esos filamentos interacciona débilmente con la superficie por la que escala el pequeño reptil, pero dado que son miles de ellos, ejercen una fuerza proporcional al área de sus patas lo suficientemente fuerte para que permanezcan adheridas y puedan escalar. Los gecos también son capaces de escalar superficies lisas y perfectas como las de los cristales.

Alcanos

Los alcanos son hidrocarburos saturados que interactúan también por fuerzas de London. Sus estructuras moleculares consisten simplemente en carbonos e hidrógenos unidos por enlaces simples. Dado que la diferencia de electronegatividades entre C y H es muy pequeña, son compuestos apolares.

Así, el metano, CH4, el hidrocarburo más pequeño de todos, hierve a -161.7º C. Conforme se va agregando C y H al esqueleto, se van obteniendo otros alcanos con mayores masas moleculares.

De esta manera, surgen el etano (-88.6º C), el butano (-0.5º C) y el octano (125.7º C). Nótese cómo aumentan sus puntos de ebullición a medida que los alcanos se vuelven más pesados.

Esto se debe a que sus nubes electrónicas son más polarizables y sus estructuras tienen mayor área superficial, las cuales aumentan el contacto entre sus moléculas.

El octano, aunque es un compuesto apolar, tiene un punto de ebullición mayor que el del agua.

Halógenos y gases

Las fuerzas de London también están presentes en muchas sustancias gaseosas. Por ejemplo, las moléculas de N2, H2, CO2, F2, Cl2 y todos los gases nobles, interactúan mediante estas fuerzas, ya que presentan distribución electrostática homogénea, la cual puede sufrir dipolos instantáneos y dar lugar a polarizaciones.

Los gases nobles son He (helio), Ne (neón), Ar (argón), Kr (kriptón), Xe (xenón) y Rn (radón). De izquierda a derecha sus puntos de ebullición aumentan con el incremento de las masas atómicas: -269, -246, -186, -152, -108, y -62 ºC.

Los halógenos también interactúan mediante estas fuerzas. El flúor es un gas a temperatura ambiente, al igual que el cloro. El bromo, con mayor masa atómica, se encuentra en condiciones normales como un líquido rojizo, y el yodo, para finalizar, forma un sólido morado que sublima rápidamente debido a que es más pesado que los otros halógenos.

Referencias

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8va ed.). CENGAGE Learning, p 452-455.
  2. Ángeles Méndez. (22 de mayo de 2012). Fuerzas de dispersión (de London). Recuperado de: quimica.laguia2000.com
  3. London Dispersion Forces. Recuperado de: chem.purdue.edu
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 de junio de 2018). 3 Types of Intermolecular Forces. Recuperado de: thoughtco.com
  5. Ryan Ilagan & Gary L Bertrand. London Dispersion Interactions. Tomado de: chem.libretexts.org
  6. ChemPages Netorials. London Forces. Recuperado de: chem.wisc.edu
  7. Kamereon. (22 de mayo de 2013). Salamanquesas: El geco y las fuerzas de Van der waals. Recuperado de: almabiologica.com
Fuerzas de London: qué son, características y ejemplos (2024)

FAQs

¿Qué es fuerzas de London y ejemplos? ›

También conocidas como fuerzas de dispersion, se presentan en moleculas no-polares, a traves de la formación de dipolos inducidos en moleculas adyacentes. Son ejemplos de este tipo de fuerzas, las que se presentan en compuestos como ; CO2 ,C6H6, CH4. En general, de bajo punto de fusion y baja conductividad.

¿Cómo se llaman las fuerzas de London? ›

Fuerzas dipolo instantáneo-dipolo inducido.

Son fuerzas atractivas débiles que también se conocen como fuerzas de dispersión o fuerzas de London.

¿Por qué se llaman fuerzas de London? ›

Las fuerzas de dispersión de London, denominadas así en honor al físico germano-estadounidense Fritz London, son fuerzas intermoleculares débiles que surgen de fuerzas interactivas entre multipolos temporales en moléculas sin momento multipolar permanente.

¿Qué moléculas tienen fuerzas de London? ›

Las moléculas O2, CO2, CH4, no polares sólo experimentan fuerzas de London, entre dipolos inducidos. Son las mas débiles. Estas fuerzas permanecen en todos los compuestos. Aumentan al aumentar el número de electrones en la moléculas y por tanto su polarizabilidad.

¿Cuándo se dan las fuerzas de London? ›

Cuando dos moléculas están muy cerca una de la otra, la formación espontánea de un dipolo en una de las moléculas induce la formación de un segundo dipolo en la otra molécula, generándose así una fuerza de atracción entre los dos dipolos, la cual es precisamente la fuerza de dispersión de London.

¿Qué son las fuerzas de Van der Waals y cuáles son sus características? ›

Las fuerzas de Van der Waals son atracciones débiles que mantienen unidas a moléculas eléctricamente neutras; sin embargo, en algún momento estas moléculas presentan lo que se denomina un dipolo inducido, es decir, la molécula adquiere una carga parcialmente positiva y otra parcialmente negativa, de manera momentánea, ...

¿Cuáles son las fuerzas intermoleculares ejemplos? ›

4.3.1.

Estas fuerzas intermoleculares se presentan en moléculas en las que se combinan el hidrógeno con átomos de alta electronegatividad como el flúor, oxígeno o nitrógeno. El ejemplo más común son los puentes de hidrógeno en las moléculas del agua.

¿Qué son las fuerzas de Van der Waals ejemplos? ›

Esta fuerza de atracción entre dos dipolos es tanto más intensa cuanto mayor es la polarización de dichas moléculas polares. Ejemplos podrían ser el sulfuro de hidrógeno H2S , el metanol CH3OHy la glucosa C6H12O6.

¿Quién descubrió las fuerzas de London? ›

Las fuerzas de dispersión de London, descubiertas por Fritz London en 1930, establecen que en moléculas no polares tienen la capacidad de crear dipolos instantáneos; dipolos que son directamente proporcionales al tamaño de la molécula.

¿Qué es un dipolo inducido ejemplos? ›

Fuerzas dipolo inducido

Por ejemplo, el agua H2O (molécula polar) induce el movimiento de los electrones en el oxígeno O2 (molécula no polar) de manera que se produce un momento dipolar, donde los polos iguales se repelen y los polos opuestos se atraen.

¿Qué es un enlace por puente de hidrógeno ejemplos? ›

Un enlace de hidrógeno se forma entre moléculas polares con hidrógeno unido covalentemente a un átomo pequeño muy electronegativo, como flúor, oxígeno o nitrógeno ( F-H, O-H, N-H ). Un puente de hidrógeno es en realidad una atracción dipolo-dipolo entre moléculas que contienen esos tres tipos de uniones polares.

¿Qué son las fuerzas de Van der Waals y las fuerzas de London? ›

Se conoce como fuerzas de Van der Waals o interacciones de Van der Waals a un cierto tipo de fuerzas intermoleculares atractivas o repulsivas, diferentes de aquellas que generan los enlaces atómicos (iónicos, metálicos o covalentes de tipo reticular) o la atracción electrostática entre iones y otras moléculas.

¿Cuáles son los tres tipos de fuerzas intermoleculares? ›

Existen dos tipos de enlaces químicos, los enlaces covalentes (en donde los átomos comparten electrones) y las interacciones débiles no covalentes (interacciones débiles entre iones, moléculas y partes de moléculas). Las fuerzas de Van der Waals, que podemos clasificar a su vez en: ion - dipolo. dipolo - dipolo.

¿Cómo saber si una sustancia es polar o no polar? ›

Una molécula es polar cuando uno de sus extremos está cargado positivamente, y el otro de manera negativa. Cuando una molécula es apolar, estas cargas no existen.

¿Cómo saber si una molécula es polar o no polar? ›

Como se separan dos polos, la molécula se denomina polar o dipolar. Cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los elementos que forman la unión, mayor será la polaridad de ella. Estrictamente, la unión covalente será no polar cuando esté formada por dos átomos de igual electronegatividad.

¿Que son y cómo se clasifican las fuerzas intermoleculares? ›

Las moléculas de los compuestos covalentes se pueden mantener unidas entre sí a través de interacciones de carácter electrostático que se conocen de forma genérica como "fuerzas intermoleculares ". Estas fuerzas se clasifican en dos tipos básicos: enlaces por puente de hidrógeno y fuerzas de Van der Waals.

¿Cómo diferenciar las fuerzas de Van der Waals las fuerzas de London y los enlaces de hidrógeno? ›

Al igual que los enlaces de hidrógeno, las fuerzas de van der Waals se basan en dipolos, es decir, en una diferencia de carga entre dos átomos o moléculas. Pero a diferencia de los enlaces de hidrógeno, las fuerzas de van der Waals suelen ser dipolos no permanentes, es decir, transitorios.

¿Qué es un enlace y cuántos tipos hay? ›

Los dos tipos principales son: 1) ENLACES IÓNICOS, formados por transferencia de uno o más electrones de un átomo o grupo de átomos a otro y 2 ) ENLACES COVALENTES que aparecen cuando se comparte uno o más pares de electrones entre dos átomos.

¿Qué es la fuerza de dipolo-dipolo? ›

La interacción dipolo-dipolo consiste en la atracción electrostática entre el extremo positivo de una molécula polar y el negativo de otra. El enlace de hidrógeno es un tipo especial de interacción dipolo-dipolo.

¿Qué son las fuerzas de inducción? ›

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable,​ bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático no uniforme, o la variación de las líneas de campo que atraviesan dicha ...

¿Cuál es la diferencia entre un ion y un dipolo? ›

La diferencia que existe entre un ion dipolo y un dipolo dipolo es principalmente que las especies químicas de ion-dipolo poseen una carga eléctrica completa Mientras que el dipolo-dipolo cómo son las moléculas o átomos que poseen cargas parciales y tienen una fuerza de interacción mucho más débil.

¿Cómo se representa el enlace polar? ›

Enlaces polares: Se establecen entre átomos de diferente electronegatividad, H-F, H-Cl, H-O. Un enlace polar se comporta como un dipolo: dos cargas + y - a una distancia d, que en este caso es la distancia de enlace. Moleculas polares son las tienen enlaces polares cuyos dipolos no se anulan.

¿Qué tipo de fuerza es el puente de hidrógeno? ›

Los puentes de hidrógeno son un tipo especial de interacción dipolo-dipolo entre el átomo de hidrógeno de un enlace polar, como N–H, O–H ó F–H, y un átomo muy electronegativo como flúor (F), oxígeno (O) o nitrógeno (N).

¿Qué tipo de fuerza es h2o? ›

Estas fuerzas intermoleculares tan intensas, presentes en el agua, se conocen como puentes de hidrógeno o enlaces de hidrógeno.

¿Cómo se llaman las fuerzas que mantienen unidos a los átomos? ›

Enlace químico es la fuerza que mantiene unidos a los átomos. Cuando dos o más átomos se acercan lo suficiente, venciendo las fuerzas de repulsión entre sus electrones, puede producirse una fuerza de atracción entre los electrones de un átomo y el núcleo del otro u otros átomos.

¿Quién fue Fritz London y en qué consiste su trabajo? ›

Fritz Wolfgang London (7 de marzo de 1900 - 30 de marzo de 1954) fue un físico teórico estadounidense nacido en Alemania. Sus contribuciones a la teoría de los enlaces intermoleculares son hoy consideradas clásicas y fundamentales en la Química y la Física.

¿Cómo se llama el enlace que mantiene unida la molécula de agua? ›

Los dos hidrógenos están unidos al oxígeno por enlace covalente, que es un enlace bastante fuerte y estable en el que los átomos implicados comparten pares de electrones. Pero además, las moléculas de agua pueden formar unos enlaces especiales con otras moléculas: los llamados puentes de hidrógeno.

¿Qué es un líquido polar? ›

Cuando una molécula neutra tiene un área positiva en un extremo y un área negativa en la otra, es una molécula polar. Las moléculas de agua se atraen entre sí según la atracción entre el extremo positivo de una molécula de agua y el extremo negativo del otro.

¿Qué tipo de fuerza es HCl? ›

HCl es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presenta momento dipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipo dipolo-dipolo. Además, también presenta fuerzas intermoleculares de dispersión de London.

¿Qué tipo de fuerza es CH3OH? ›

Puentes de hidrógeno en CH3OH. CH3OH. d) Fuerzas de dispersión de London en ambas y fuerzas dipolo-dipolo y puen- tes de hidrógeno en NH2NH2.

¿Cuándo se da el dipolo-dipolo? ›

Las fuerzas dipolo-dipolo se dan entre moléculas con dipolos permanentes (es decir, moléculas polares). Para moléculas de tamaño y masa similares, la intensidad de estas fuerzas aumenta con una mayor polaridad.

¿Qué es un puente de hidrógeno y sus características? ›

Los puentes de Hidrógeno son enlaces intermoleculares que se establecen entre el Hidrógeno y átomos electronegativos (con tendencia a atraer los electrones), como el Flúor, Oxígeno o Nitrógeno.

¿Cuáles son las características y propiedades del agua? ›

El #Agua en su forma sólida, hielo, es menos densa que la líquida, por eso el hielo flota. No tiene color, sabor ni olor. Su punto de congelación es a cero grados Celsius (°C), mientras que el de ebullición es a 100 °C (a nivel del mar). El agua del planeta está cambiando constantemente y siempre está en movimiento.

¿Por qué se dice que el agua es polar? ›

Para empezar, el agua por sí sola es inodora, incolora e insípida, y su fórmula química es H2O, un átomo de Oxígeno y dos de Hidrógeno. Es una molécula polar, esto quiere decir que tiene un polo positivo y otro negativo, como los imanes, y es capaz de unirse entre sí y a otras moléculas formando puentes de hidrógeno.

¿Qué moléculas tienen fuerzas dipolo dipolo? ›

las sustancias en las cuales las interacciones dipolo dipolo afectan a las propiedades fisicas son el fluoruro de bromo BrF, y el dioxido de azufre SO2, además de otras muchas moleculas con puentes de hidrogeno, que son un tipo especial de interacción dipolo-dipolo.

¿Cuál es la importancia de los puentes de hidrógeno? ›

Los enlaces de hidrógeno son esenciales para la vida. Son, por ejemplo, los principales responsables de la unión entre moléculas de agua, confiriéndole sus conocidas propiedades macroscópicas. También son los responsables de la estabilidad en la unión de las dos hélices de la estructura del ADN.

¿Cuál es la importancia de las fuerzas intermoleculares? ›

Importancia de las fuerzas intermoleculares

Además, de las fuerzas intermoleculares dependen muchas propiedades físicas de la sustancia resultante ya que determinan qué tanto se atraen entre sí las partículas mínimas de una sustancia.

¿Cómo se lleva a cabo el puente de hidrogeno? ›

Los puentes de hidrógeno son un tipo especial de interacción dipolo-dipolo que ocurre entre el par solitario de un átomo altamente electronegativo (típicamente N, O o F) y el átomo de hidrógeno en un enlace N–H, O–H o F–H.

¿Cómo funcionan las fuerzas de London? ›

Las fuerzas de dispersión de London son el resultado de las interacciones coulombianas entre dipolos instantáneos. Existen fuerzas de dispersión entre todas las moléculas (y átomos) y suelen ser mayores para moléculas más pesadas y más polarizables, y para moléculas con áreas de superficie más grandes.

¿Qué tipos de fuerzas intermoleculares existen y qué características tienen cada una de ellas? ›

Existen dos tipos de enlaces químicos, los enlaces covalentes (en donde los átomos comparten electrones) y las interacciones débiles no covalentes (interacciones débiles entre iones, moléculas y partes de moléculas). Las fuerzas de Van der Waals, que podemos clasificar a su vez en: ion - dipolo.

Top Articles
Latest Posts
Recommended Articles
Article information

Author: Roderick King

Last Updated:

Views: 6506

Rating: 4 / 5 (51 voted)

Reviews: 82% of readers found this page helpful

Author information

Name: Roderick King

Birthday: 1997-10-09

Address: 3782 Madge Knoll, East Dudley, MA 63913

Phone: +2521695290067

Job: Customer Sales Coordinator

Hobby: Gunsmithing, Embroidery, Parkour, Kitesurfing, Rock climbing, Sand art, Beekeeping

Introduction: My name is Roderick King, I am a cute, splendid, excited, perfect, gentle, funny, vivacious person who loves writing and wants to share my knowledge and understanding with you.